金属技术监督讲座资料

1第七章电力工业技术监督（主要将红色部分内容及两次检验发现问题如何整改及重要性讲解以下）六节金属技术监督一、金属技术监督概述随着电力工业的飞速发展，火电厂大容量、高参数的发电机组日益增多，对金属监督工作提出了愈来愈多的要求。火电厂运行机组受监督范围内的金属部件，如主蒸汽管道、再热蒸汽管道、压力容器、重要转动部件、紧固件、锅炉受热管件等，都在高温、高压和腐蚀性介质作用下长期运行，因此会发生金属材料组织和性能的变化，甚至可能引起某些金属部件的失效，一旦金属部件失效就会引起事故，有时甚至会发生严重事故，直接影响到电厂的安全经济运行。近几年高温高压电厂金属设备事故频繁：600MW汽轮机叶片根部裂纹，叶片弹簧断裂；300MW机组高压汽缸螺栓在运行不到一年就发生断裂；125MW机组主蒸汽管道与再热蒸汽在经过长期运行后，在连接焊根部发现了不少裂纹性质的缺陷等。锅炉受热面管件的爆泄事故尤为突出，占金属设备事故的88％～90％，为了防止金属设备事故的发生，做好防患措施，就必须了解和掌握高温金属部件长期运行的主要变化及其变化规律，必须加强金属技术监督工作。金属技术监督工作是保证电力设备安全，经济、稳定供电的一项主要措施。各发电、供电和电力建设、修造等单位要严格执行部颁DL438－91《火力发电厂金属技术监督规程》和网局颁布的《金属技术监督条例》，切实做好金属监督工作。金属技术监督工作应贯彻安全第一，预防为主的方针，并实行专业监督与群众监督相结合，不断发现设备缺陷与隐患，采取防患措施，提高设备健康水平。金属技术监督工作要对设备的选型、设计、制造、安装、调试、试生产、运行、停用、检修及技术改造实行全过程技术监督管理，及时发现问题采取有效技术监督措施，减少与堵截在上述各个过程中的金属设备的时期失效与损坏。金属技术监督的目的是在对金属受监督设备与部件在全过程管理各个阶段中，防止由于金属材料和焊接质量问题引起的各类事故，延长设备的使用寿命，保证机组安全可靠运行。二、基层单位金属技术监督管理模式2厂（公司）级监督工作在厂长（经理）领导下由总工程师具体负责。在生产管理部门设金属监督专职（责）人员负责本单位金属监督工作的归口管理。在各厂（公司）总工程师领导下认真贯彻上级有关规程标准、规定、制度和指示；建立健全金属技术监督网络，每年至少召开二次监督网会议；按时完成金属监督工作的月报、设备异常情况信息报表、季度与年度总结，结合设备具体情况制订本单位的金属监督工作实施细则或条例；做好本单位新机组基建过程中的金属监督全过程管理；参与主要设备事故调查与分析，制订反事故措施；配合有部部门提出机炉检修、运行中金属监督和试验项目，并做好金属监督检查和一般试验鉴定工作；做好对金属材料、备品备件和焊接质量的监督与管理；建立和健全本单位金属监督记录、资料、台帐、档案等基础工作；开展技术革新，学习和推广新技术，不断提高测试技术水平。金属技术监督网络组织由锅炉检修、运行、汽机、化学、金属测试、物资供应、焊接、钢铁仓库等部门组成，负责本部门的日常监督工作。金属监督范围之广，监督项目之多、任务之重，仅靠专业人员监督是不够的。事故调查实践表明电厂金属部件损坏大量的事故往往都涉及到设备结构的合理性，设备的选材、材料本身的冶金特点，制造与安装质量、运行水平、检修与改造过程中的工作，以及相关专业的工作质量等，它们都有可能影响到金属部件的安全稳定性与使用寿命。因此，要使金属监督范围内的金属部件能够安全使用，以保证机组安全运行，决不单单是一个金属专业的事情，而需要与锅炉、汽机、化学、材料供应、焊接、金属测试等相关专业的技术力量相互配合，共同把一项工作做好。所以监督网络作用是极其重要的。在金属监督网络中，锅炉专业主要任务是：加强受监设备和部件和检查、巡视、防止超温超压；汽机专业做好转动部件监督；化学专业控制好汽水品质，做好防腐结垢工作；材料供应部门，要做好钢材、钢管和备品配件的质量验收、保管和发放工作，严防错收错发；焊接专业要把好焊接质量和热处理关、金属试验室则要负责做好金属测试、检验工作。正是依靠网络中的各专业在日常工作中分头把关，在网络活动中互通信息，相互配合，共同分析、研究和解决发现的问题，才能使金属监督工作落实到位，从而保证机组的安全稳定运行。三、技术监督（一）技术监督工作温度大于和等于450℃的高温金属部件，如主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道、过热器管道、再热器管道、联箱，工作温度为435℃的导汽管、汽缸、阀门、三通，工作温度为400℃螺栓等；工作压力大于和等于6MPa的承压管道和部件，如水冷壁管、省煤器、联箱、给水管道等，工作压力大于3.9MPa的锅筒，100MW以上机组低温再热蒸汽管道；汽轮机大轴、叶轮、叶片和发电机大轴、护环等。3（二）金属技术监督任务做好监督范围内各种金属部件在制造、安装和检修中的材料质量和焊接质量的监督以及金属试验工作；检查和掌握受监部件服役过程中金属组织变化、性能变化和缺陷发展情况。发现问题及时采取防爆、防断、防裂、防磨措施。对调峰运行的机组，其重要部件应加强监督；参加受监金属部件事故的调查和原因分析，总结经验，提出处理对策并督促实施；逐步采取先进的诊断技术和在线监测技术，以便及时和准确地掌握及判断受监金属部件寿命损耗程度和损伤状况；建立和健全金属技术监督档案。（三）金属部件的技术监督通常，我们把受监的金属部件分成七大类，进行监督管理。1．主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道的监督主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道的设计必须符合DL－GJ23－81《火力发电厂汽水管道设计技术规定》的有关要求。在蒸汽温度高的水平段上设置监察段，进行组织性质变化及蠕变监督，监察段上不允许开孔和安装仪表插座，也不得安装支吊架。蠕变监督及设计等按部分颁发的DL441－91《火力发电厂蒸汽管道蠕变测量导则》规定进行。管道安装完毕移交生产前，由施工单位与生产单位共同对各组点进行第一次测量，做好技术记录。管道保温层要良好，对露天布置的部分及与油管平等、交叉和可能滴水的部分，必须加包金属薄板保护层。露天吊架处应有防雨水渗入保温层的措施。严禁在管道上焊保温拉钩，不得借助管道起吊重物。直管和弯管，安装时应由施工单位逐段进行外观、壁厚、金相组织、硬度等检查，弯管背弧外表面进行探伤。管道安装完毕，施工单位会同生产单位共同对管进行不圆度测量，做好技术记录，测量位置应有永久性标记。主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道，特别是弯头、弯管、三通、阀门和焊缝等薄弱环节，应定期进行运行中巡视检查。对超设计使用的管道更应注意检查、每值至少巡视一次，发现漏泄或其它异常情况时必须及时处理，并做好记录。4主蒸汽管道、高温再热管道不得超过设计的温度、压力的上限运行，如超温时，则应做好记录，启动和运行中应严格执行暖管和流水措施，认真控制温升、温降速度，并监视管道膨胀情况。主蒸汽管道可能有积水的部件如压力表管、疏水管附近，喷水减温顺下部、较长的死管及不经常使用的联络管，应加强内壁裂纹检查。200MW以上机组主蒸汽管道、再热蒸汽管道（包括热段、冷段），运行10万h，应对管系及支吊架情况进行全面检查和调整。超过设计使用期限合金钢主蒸汽管道、再热蒸汽管道、当蠕变相对变形达1％或蠕变速度大于1×10－5％／h时，应进行材质鉴定。2．受热面管子的监督受热面管子安装、施工单位应根据装箱单和图纸进行全面清点，注意检查表面有无裂纹、撞伤、压扁、砂眼和分层等缺陷。检修时，锅炉检修部门应有专人检查受热面管子有无变形、磨损、刮伤、鼓包、腐蚀、蠕变变形及表面裂纹等情况，发现如上情况时要及时处理，并做好记录。壁温大于450℃的过热器管和再热器管，在壁温最高处设监视段，取样周期为5万h，监督壁厚、管径组织、碳化物、脱碳层和力学性能变化。当发现下列情况之一时，应及时更换：合金钢过热器和再热器管外径蠕变变形大于2.5％；碳素钢过热器和再热器管外径蠕变变形大于3.5％；表面有氧化微裂纹；管壁减薄到小于强率计算壁厚；石墨化达4级（对碳钢和钼钢）。3．高温螺栓的监督高温螺栓的力学性能应符合GB3077－88《合金结构钢技术条件》要求。根据螺栓使用温度选择钢号。螺母材料一般比螺栓材料低一级，硬度值低20～50HB。汽缸螺栓和中心孔较大的其它螺栓、中心孔加热必须采用电热元件或热风器，禁止使用火嘴直接加热。高温螺栓紧固力不宜过大、汽缸新螺栓应根据制造厂规定的应力紧固。高温合金钢螺栓使用前必须100％光谱复查，M32以上的高温合金钢螺栓使用前必须100％做硬度检查。5大修时，对大于和等于M32的承压的高温合金钢螺栓进行无损探伤，如发现裂纹及时更换。使用5万h应做金相检验，必要时做冲击韧性抽查，以后检查周期根据钢种控制在3～5万h。对25Cr2MolV和25Cr2MoV钢螺栓抽查结果应符合下列要求：硬度为241～277HB；金相组织为无明显网状组织；调速汽门、自动主汽门、电动主汽门及截门的螺栓的冲击韧性aK＞60J／cm2，流量孔板、导管法兰和汽缸的螺栓的冲击韧性aK＞35J／cm2。4．锅筒的监督施工单位在安装锅筒时应进行下列检查：查阅制造厂所提供的质量证明书及质量检验记录等技术资料，如资料不全或对质量有怀疑时，应由施工单位会同有关单位进行复核检查，必要时应要求制造厂参加复检；下降管管座焊缝应进行100％的超声波探伤。其他焊缝应尽可能去锈进行100％的目视宏观检查，必要时可按20％比例进行无损探伤抽查。锅炉投入运行5万h时，锅炉检修部门应对锅筒进行第一次检查，以后检查结合大修进行，检查内容：集中下降管和座焊缝进行100％的超声波探伤；筒体和封头内表面去锈后尽可能进行100％宏观检查；筒体和封头内表面主焊缝、人孔加强焊缝和预埋件焊缝表面去锈后，进行100％的目视宏观检查；对主焊缝应进行无损探伤抽查（纵缝至少抽查25％，环缝至少抽查10％）；检查发现裂纹时，应采取相应的处理措施。发现其它超标缺陷时，应进行安全性评定。碳钢或低合金钢高强度钢制造的锅筒、安装和检修中严禁焊接拉钩及其它附件。发现缺陷时不得任意进行补焊，经安全性评定必须进行补焊时，应制定方案，经主管局审批后进行。若需进行重大处理时，处理前还需报部及地方劳动局备案。锅炉水压试验时，为防止锅炉脆性破坏，水温不得低于锅炉制造厂所规定的试水压温度。在启动、运行、停炉过程中要严格控制锅炉筒壁温度上升和下降的速度。高压炉应不超过60℃／h，中压炉不超过90℃／h，同时尽可能使温度均匀变化，对已投入运行的有较大超标缺陷的锅筒，其湿度升降速度还应适当减低，尽量减少启停次数，必要时可视具体情况，缩短检查的间隔时间或降参数运行。65．联箱、给管道的监督运行时间达10万h的高温段过热器出口联箱、减温器联箱、集汽联箱，由锅炉检修部门负责进行宏观检查。应特别注意检查表面裂纹和管孔周围处有无裂纹，必要时进行无损探伤。以后检查周期为5万h。工作压力大于和等于10MPa的主给水管道、投产运行5万h时，应做如下检查：三通、阀门进行宏观检查；弯头进行宏观和厚度检查；焊缝和应力集中部位进行宏观和无损探伤；阀门后管段进行壁测量。以后检查周期为3～5万h。200MW以上机组的给水管道、运行10万h时，应对管系及支吊架情况进行检查和调整。6．汽轮发电机转子监督对汽轮大轴、叶轮、叶片和发电机大轴、护环等重要高速转运部件，在安装前施工单位应查阅制造厂提供的有关技术资料，并进行外观检查。若发现资料不全或质量有问题时，应要求制造厂补检或采取相应处理措施。对容量≥200MW的汽轮发电机大轴，若制造厂未提供详细的检查资料，必须进行无损探伤（含中心孔部位）检查。大修中对汽机大轴、叶轮、叶片和发电机大轴、护环、由汽机和电机检修部门进行外观检查，并对如下重点部位进行无损探伤：汽轮机叶片根部和中部；套装并用轴向键叶轮的键槽部件；转子表面应力集中部位，尤其是调节级叶轮根部R处和热槽等热应力集中部位；汽轮机、发电机大轴中心孔部位，尤其对国产200MW机组和使用时间超过10万h，容量为50MW以上机组，必须进行检查；发电机护环，尤其是内表面。大型机组超速试验时，大轴温度不应低于该大轴的脆性转变温度。